Zahnstangen Antrieb durch Zahnriemen ersetzen.

Sodale,

[www.youtube.com]

Da mir die Zahnstange doch etwas laut ist und immer nur eine Zahnflanke kontakt hat, hab ich mir mal eine andere Lösung ausgedacht, ich habe einen T2.5 Zahnriemen mit 180mm länge gekauft
[www.ebay.de]
und diesen um 2 Kugellager und den Schrittmotor gelegt.

Ich Stell mir jetzt einfach mal vor, das sich die beiden Riemen Ideal paaren und da der Motor mit Riemen per Feder angedrückt wird das Spiel zum einen nicht eingestellt werden muss und durch die Formgebung der beiden Riemen ohnehin zu vernachlässigen ist.



1-mal bearbeitet. Zuletzt am 11.09.16 08:55.

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Merlin Hotend (passiv und verlängert)

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Wenn du den grauen Riemen auf ein Profil verklebst und beim schwarzen anstelle eines Closed einen offenen verwendest und die Enden spannst, dann ist das eine sehr robuste und genaue Geschichte. Für Fräsen richtig gut... Beim 3d Drucker ist halt ein Problem, dass der Motor mitgeschleppt werden muss. Bei kleinen, schnellen Bewegungen ist das ungünstig.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.09.16 19:01.

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• HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
• P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)

So, läuft:

[www.youtube.com]

Aber warum sollte ich einen Riemen basteln wenn ich den 180er fertig kaufen kann? ich brauche doch alle Zähne auf einer Seite.

Das geklackere ist der Kabelschutz

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.09.16 17:07.

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Garnicht schlecht, da hier ja nicht der Motor mitgeschleppt werden muss.
Hatte zuerst gedacht du meintest die Omega zahnriemenführung, wie hier [de.aliexpress.com]

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1 Drucker: [forums.reprap.org]
2 Drucker: [forums.reprap.org]
3 Drucker: [forums.reprap.org]

Sieht natürlich Hübsch aus der I4.

Aber Ich will das nicht mehr, also das der Zahnriemen irgendwo frei hängt. Durch die beiden Kugellager die den Riemen um das Antriebsrad herumlegen und auf den Riemen der Gegenseite pressen hat der kurze Riemen nur wenige mm wo er auf keiner Kontur aufliegt und die Gegenseite ist über die ganze länge auf einem geheimnisvollem Klebeband aufgeklebt (Wenn ich mal was anders mache will ich ja nicht den Sekundenkleber abfummeln)

Jetzt ist es auch viel leiser, Das Messingzahnrad hat die Motorgeräusche doch sehr stark auf den Schlitten mit der Zahnstange übertragen.

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Eine Spitzenidee Kenny-F-Powers!

Ich habe auch gemerkt, dass, je mehr man den Riemen spannt, desto besser werden zwar die Druckergebnisse, aber die Motorgeräusche werden stärker auf den Rahmen übertragen und der Drucker wird wieder deutlich lauter. Das nervt. Deine Lösung ist echt Klasse!
Hast du den grauen Riemen geklebt? DEN könnte man aber schon spannen, oder meinst du dass die Zähne dann nicht mehr 1:1 greifen?

Im übrigen bilde ich mir ein, dass ein core xy drucker Kreise "runder" druckt als ein kartesischer. Hast du diesbezüglich auch verbesserungen festgestellt?

BG,

elton

Danke! :-)
Der graue Riemen ist am Stück, ich klebe keine enden zusammen.
Unter Spannung sollten die Zähne genau so sein wie ohne, da sich die Draht / Fasern nicht Strecken können

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auf die fläche aufgeklebt hätte ich schreiben sollen...

im grunde genommen könnte man doch sogar einen kleineren leichteren motor nehmen, da der kleine riemen vermutlich nicht so stark vorgespannt werden muss, oder? dann könnten die motoren mitfahren, wodurch man den drucker kleiner bauen könnte.

bg, elton

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.01.17 02:45.

Aaachso, ja der aufgeklebte, dass ist Sekundenkleber ;-)
Ja das mit den mitfahrenden Motoren war auch mal meine Idee, aber ich bin elektrisch zu wenig bewandert

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na ja, dafür muss man ja nicht allzu sehr bewandert sein. einfach die kabel verlängern und ne energiekette einbauen. sollte machbar sein. die frage ist, bis zu welcher motorengröße man runter gehen kann, ohne schrittverluste zu haben.

bg, elton

Schrittverluste... Warum man sich überhaupt noch damit herumplagen muss ist mit sowieso ein Rätsel.
Normalerweise sollte man da längst schon eine einfache Lösung haben....
Als ich meinen ersten Drucker Bausatz damals aufgebaut habe bin ich davon ausgegangen, dass die Gabellichtschranke stets die Referenz ist für jeden Layer
...aber so stellt man sich die Welt eben nur vor.... dass sich de Schrittmotor einfach nur inkremental stundenlang nach links und rechts dreht hätte ich mir in diesem Jahrtausend nie gedacht

Nur mal so am Rande, dem guten Mann seine Maschinen "überwachen" sich alle selbst:
[www.youtube.com]

Und bevor jetzt gleich einer sagt bei dass man das ja bei einer perfekte Mechanik nicht braucht...Der baut auch ein Auto ohne Bremsen da man sowieso nicht auf Berge will, und das Anschnallen kann man sich ja auch sparen da man schließlich perfekt fährt...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.01.17 19:49.

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Überleg doch mal bitte, wie das funktioniert...

Erstmal "unsere" Schrittmotoren auf einer Achse:

Der Druckkopf soll von Position 0 auf Position 100 gefahren werden. Der Algorithmus ist relativ einfach: * Steps an den Stepper-Driver schicken und das Thema ist erledigt. Dazu noch eine schöne Beschleunigungsrampe und eine Bremsrampe und man kann mit relativ hohen Geschwindigkeiten fahren. Aufwand zur Ansteuerung ist eigentlich nur ein einziger Digital-Pin für die Step-Signale. Solange keine Schrittverluste auftreten ist der Drucker-Elektronik die exakte Position der Achse zu jedem Zeitpunkt bekannt.

Dann die "Homofaciens" Lösung:

Der Druckkopf soll von Position 0 auf Position 100 gefahren werden. Der Elektromotor wird eingeschaltet und fährt "langsam/schnell" auf die volle Geschwindigkeit hoch. Die Signale der Lochscheibe werden solange gezählt bis * erreicht ist. Der Elektromotor wird abgeschaltet und bremst nun langsam ab, bis er zum Stillstand kommt. Da dies - insbesondere bei schwereren Achsen - nicht sofort passiert, kann es passieren, daß die Achse "überschwingt". Kein Problem, einfach solange zurückfahren bis wir wieder auf Position sind.

Daraus entstehen mehrere Probleme:

- Der Weg von Position 0 bis 100 ist mehr oder weniger undefiniert. Die Elektronik kann nicht einfach so (evtl. mit PWM, aber das ist auch keine 100% Lösung, sondern wirkt nur den Symptomen entgegen) die Beschleunigung steuern, sondern lediglich "warten" bis das Ziel erreicht ist. Bei einer Achse nicht ganz so schlimm, aber da die Bewegung noch mit den anderen Achsen und insbesondere mit dem Extruder (Menge des Materials das extrudiert werden soll) synchronisiert werden muss, kann man nur die Geschwindigkeit senken.
- Ist die bewegte Masse hoch oder die Auswertelektronik zu langsam, so kann es zu einer Oszilation beim Überschwingen kommen. Wenn die Korrektur zu groß ausfällt, muss wieder korrigiert werden. Das führt bei solchen Systemen oft zu "zitternden" Achsen, wenn diese stillstehen sollte.
- Der Hardwareaufwand und die Rechenzeit zur Auswertung ist deutlich höher und das Thema ist deutlich komplexer als die Ansteuerung eines Steppers.

Mit dieser Lösung schafft man sich mehr Probleme (zumindest für einen 3D-Drucker), als das man löst. Oft wird vermutlich die "Lösung" sein, daß man einfach die Geschwindigkeit runterfährt, denn dann fallen die Probleme weniger stark ins Gewicht.


Die beste Lösung (welche ja in der Industrie durchaus eingesetzt wird): Closed Loop Systeme. Stepper-Motor mit einem Messsystem zur Ermittlung der zurückgelegten Steps. Problem dabei: Die Dinger und die notwendige Hardware- und Software sind deutlich teurer als das, was der normale RepRapper wohl ausgeben möchte. Der Antrieb für eine Achse kostet hier schnell mal mehr, als viele für ihren ganzen Drucker ausgeben würden und da ist noch keine Elektronik zur Ansteuerung und keine Firmware dabei.

Und daher gehen wohl viele den oft erfolgreichen, günstigen und einfachen Weg mit den Steppern. Wenn der Drucker gut kalibriert ist und keine unvorhergesehenen Ereignisse (Lüfter Ausfall, Headcrash, etc.) auftreten, dann sind Schrittverluste eher selten und alles funktioniert problemlos, ohne das man dafür Unsummen ausgegeben hat.

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Das stimmt so nicht ganz, er hat programmierte anfahr und Bremsrampen.

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Ja, weiß ich... Und trotzdem ist es ungeeignet für einen (guten) 3D Drucker. Wenn es so einfach wäre, dann würde das öfter gemacht und die Experimente in der Vergangenheit die häufig gemacht wurden haben zu keinem anständigen Ergebnis geführt.

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Um nochmal eins klarzustellen: Ich finde die Arbeit von HomoFaciens sehr faszinierend und finde, daß er dem RepRap-Gedanken schon sehr nahe kommt. Zum Beispiel im Video zur CNC 3.2.1 zeigt er, daß er ja bereits Teile mit der CNC für die Verbesserungen herstellt... Tolle Sache.

In diesem Video spricht er aber auch von den Geschwindigkeiten. Dort schreibt er von 2.5mm/s auf der Geraden und 1.2mm/s auf der Diagonalen. Das ist ja noch weit entfernt von dem, was viele von uns mit einem 3D-Drucker erreichen wollen. So 70-100mm/s wären ja schon schön... Später mit den Verbesserungen geht er noch auf 10mm/s. Das ist schon näher, aber immer noch weit entfernt.

Und: Besser wäre es natürlich auch, wenn nicht nur die Bewegung des Schrittmotors berücksichtigt würde, sondern eher die Bewegung des Fräsers/Tisch, denn damit könnte man dann auch Backlash in der Hardware effektiv bekämpfen.

Aber trotzdem interessant und ich fände es mal toll, wenn das jemand mit einem 3D-Drucker ausprobieren würde...

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Hi,
@Glatzemann
also das mit dem überschwingen der Achsen ist nicht ganz richtig, entweder ist in solchen Maschinen ein Maßstab oder in den Motoren ein Drehgeber verbaut.
die werden dann ausschliesslich über eine Software gesteuert, und die können dann auch kurze Rampen haben, und bleiben dann zielgenau stehen.

Problem für unser (Hobby) ist der Kostenfaktor und die passende Software.

@Elton100
Ich habe auch gemerkt, dass, je mehr man den Riemen spannt, desto besser werden zwar die Druckergebnisse, aber die Motorgeräusche werden stärker auf den Rahmen übertragen und der Drucker wird wieder deutlich lauter. Das nervt.

Ja das sehe ich auch so, habe bei mir auf der Y-Achse einen Flaschenzug eingebaut, funtioniert gut, wenn man nun den Resonazpunkt vom Motor trifft brummt er immer noch.

Nächstes Projekt ist, das Antriebspulley der Y-Achse auf eine Kugelgelagerte Achse, und dann den Motor mit einer Flexiblen Wellenkupplung anbinden, dann ist auf der Motorachse
kein druck vorhanden. Geht natürlich nur wenn man Platz hat.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.01.17 06:31.

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Gruß,
Michael

Acrylic I3 / Arduino Mega 2560 R3 / RAMPS 1.4 / 12864 LCD mit Wlan-SD Karte / TMC2100 / MK8 m. Bowden / 5mm DDP (PEI) / Tr8x4 / Mosfet 30A / Marlin-1.1.8 / Repetier-Host. / PrusaSlicer-2.3.0
In Planung, Ultimaker-Kinematic mit Kugellagern und 30X30 Profilen
LCD mit Wlan-SD Karte -- Mein I3 u. leise Y-Achse mit Mittelmotor

Quote
Printey
Hi,
@Glatzemann
also das mit dem überschwingen der Achsen ist nicht ganz richtig, entweder ist in solchen Maschinen ein Maßstab oder in den Motoren ein Drehgeber verbaut.
die werden dann ausschliesslich über eine Software gesteuert, und die können dann auch kurze Rampen haben, und bleiben dann zielgenau stehen.

Problem für unser (Hobby) ist der Kostenfaktor und die passende Software.

Doch, was ich schreibe ist vollkommen richtig. Ich rede hier auch nicht von einem professionellen Closed Loop System, sondern von dem "einfachen" und verlinkten System von HomoFaciens. Da ist eine Lochscheibe an einem DC-Motor angebracht und es wird mittels zwei Lichtschranken die Drehrichtung und die Strecke "gemessen". Das System funktioniert nun so, daß der Motor angeschaltet wird und die Impulse gezählt werden. Wenn die Anzahl der Zielimpulse erreicht ist, wird der Motor abgeschaltet. Da dies zu spät ist, kommt es zum Überschwingen, da der Motor ja noch ein wenig weiter fährt. Besonders bei einer trägen und schweren Achse.

Um dem entgegen zu wirken muss der Motor einfach zu einem früheren Zeitpunkt abgeschaltet werden. Dieser Zeitpunkt muss berechnet werden und wenn dieser nicht exakt stimmt, dann wird entweder die Zielposition nicht erreicht, oder aber es kommt wieder zu einem überschwingen. Je schneller die Zielgeschwindigkeit wird, desto schwerer wird es, diesen Punkt exakt zu bestimmen. Und das ist einer der Gründe, warum HomoFaciens auch nur Geschwindigkeiten unter 10mm/s erreicht.


Und übrigens: Hier kann es auch "Schrittverluste" geben und zwar dann, wenn die Elektronik nicht mit dem zählen der Impulse der Drehscheibe nachkommt, oder wenn dort z.B. durch Staub falsche Signale entstehen.


Zum Vergleich: Mit der simplen Stepper-Variante schafft man relativ problemlos 300-400mm/s ohne Step-Verluste. Problem ist aber bei der Geschwindigkeit eher der Extruder und das Hotend, sowie Ghosting durch zu elastische Mechanik/Riemen.

Step-Verluste werden zwar immer wieder als riesiges Problem beschrieben, aber wenn der Drucker einmal anständig eingerichtet ist und man die Grenzen in Geschwindigkeit und Beschleunigung kennt, dann sind die eher eine Seltenheit bzw. treten gar nicht erst auf. Warum also die Mühe?



Die Riemen-Elastizität könnte aber durch das hier beschrieben System gelöst sein. Kleiner Nachteil ist allerdings das deutlich höhere Gewicht. Ich frage mich gerade, ob es eine gute Möglichkeit wäre, wenn man von diesen Systemen zwei nimmt. Eins rechts vom führenden Alu-Profil und eines links. Die beiden werden gegeneinander leicht vorgespannt. Damit sollte man sich doch eigentlich eine Linearführung weitestgehend gespart haben (vielleicht noch ein paar Andruckrollen).

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na ja, was die geradheit betrifft, denke ich, dass man auf eine geschliffene welle nicht verzichten sollte. ich selbst habe zwar noch keine aluprofile als führung getestet, könnte mir aber vorstellen dass die druckqualität leiden wird. obwohl die extrudierten aluprofile ja recht gerade sein sollen.

hab mal ein bisschen nach kleineren und leichteren motoren gegoogelt. Nema 11 oder Nema 14 ist das kleinste, was ich zu einem bezahlbaren preis finden konnte.

was auch noch eine idee wäre: schrägverzahnte zahnstangen mit möglichst kleinem modul. sollte auch relativ leise werden. hab so eine version mal als CNC-portalfräse bei nem kumpel gesehen. lief relativ leise.

bg, elton

Quote
Glatzemann
Doch, was ich schreibe ist vollkommen richtig.

Ja Herr Glatzemann, du hast natürlich zu 100% das richtige hier geschrieben, in meiner geistigen Umnachtung habe
ich hier was nicht richtiges geschrieben, endschuldige bitte.